Учёные раскрыли уникальный способ питания садовых угрей в течении
Первое лабораторное исследование садовых угрей показало, как эти скрытные существа используют свои норы и меняют движение и позу при питании в сильных течениях.
Садовые угри — типичные домоседы. Они закрепляются в норах на песчаном морском дне и почти никогда их не покидают. Их колонии, часто встречающиеся на окраинах тропических коралловых рифов, могут состоять из тысяч особей. Угри питаются, повернув головы против течения и хватая мелких животных — зоопланктон, — дрейфующий мимо.
До сих пор об этих уникальных существах и их поведении в разных условиях было известно мало. Их изучение затруднено из-за пугливости: угри прячутся в норах при приближении хищников или дайверов.
Впервые исследователи из Окинавского института науки и технологий (OIST) изучили пищевое поведение садовых угрей в лабораторных условиях. Результаты, опубликованные в Journal of Experimental Biology, показывают, как угри используют норы и меняют позу в сильном течении, что позволяет им питаться в более широком диапазоне скоростей потока по сравнению со свободноплавающими рыбами.
«Свободноплавающие рыбы могут укрыться от течения в трещинах рифа. Но садовые угри находятся на открытом месте, и их единственное укрытие — собственная нора. Поэтому им пришлось выработать уникальные стратегии», — пояснил первый автор исследования, аспирант Кота Исикава.
В лаборатории учёные воссоздали условия, используя специальный лоток с песчаным дном. Внутри помещалась переносная нора с одним пятнистым садовым угрём Heteroconger hassi — видом, обычным для Окинавы.
В ходе экспериментов в воду добавляли зоопланктон и снимали движение угря на три камеры при четырёх скоростях потока: 0.1, 0.15, 0.2 и 0.25 м/с.
Видеозаписи использовали для обучения программы глубокого обучения, которая отслеживала глаз и верхнее чёрное пятно на теле угря. На основе этих данных исследователи реконструировали и проанализировали 3D-движение и позу каждого угря.
С ростом скорости течения 3D-трекинг показал, что угри:
- Глубже прятались в норы.
- Сосредотачивали удары на зоопланктоне, проплывающем ближе к норе.
После каждого испытания учёные подсчитывали оставшийся зоопланктон, чтобы определить, сколько особей съел угорь. Выяснилось, что при увеличении скорости течения до 0.2 м/с угри не снижали темп питания, несмотря на отступление в нору.
Причина: хотя угри ограничивали зону питания, более быстрое течение приносило больше зоопланктона за то же время, компенсируя изменение поведения. Более короткая дистанция для атаки также повышала вероятность успешной поимки добычи.
При высоких скоростях течения угри также принимали изогнутую позу (в отличие от прямой позы при слабом течении). Это, вместе с уменьшением площади тела, выставленной на поток, позволило снизить сопротивление (drag) на ~57%, экономя энергию.
Однако даже для садовых угрей существуют пределы. При скорости потока 0.25 м/с угри полностью прятались в норы и не питались.
Итог: пиковая скорость питания садовых угрей была достигнута при ~0.2 м/с. У свободноплавающих планктоноядных рыб пик обычно приходится на ~0.15 м/с. Это показывает, что садовые угри адаптированы к питанию в более широком диапазоне скоростей течения.
«Их уникальная стратегия — отступление в нору и сокращение дистанции атаки — действительно окупается в условиях сильного течения», — заключил Исикава.